Obwód falownika Grid-tie (GTI) wykorzystujący SCR

Koncepcje falowników typu grid-tie mogą wydawać się skomplikowane ze względu na wiele czynników krytycznych z nimi związanych, jednak przy pewnym inteligentnym myśleniu można by je faktycznie wdrożyć przy użyciu prymitywnych technologii. Jeden z pomysłów został tutaj zbadany.

Wprowadzenie

Omawiany pomysł prostego obwodu inwertera typu grid-tie zasugerował jeden z zainteresowanych czytelników tego bloga, pan RTO.

Przesłane przez niego zdjęcia pokazane są poniżej. Na pierwszym obrazie znajdujemy prosty schemat obwodu zawierający transformator obniżający napięcie do tłumaczenia danych sieci, obwód wyzwalający mosfet, który przyjmuje dane z sieci, oraz odpowiedni transformator falownika, który jest używany do wzmocnienia konwersji DC danych sieciowych z mosfetu sieć.

Inteligentnie wyglądający obwód GTI

Pomysł wygląda dość prosto i naprawdę bardzo sprytnie:

Transformator obniżający napięcie po lewej stronie podaje wyprostowane napięcie półfalowe do odpowiednich mosfetów, które rozpoczynają przewodzenie w synchronizacji z wejściem sieci i przekształcają źródło prądu stałego w odpowiedni prąd przemienny w transformatorze falownika po prawej stronie. Sygnał wyjściowy z transformatora inwertera, który jest teraz prądem przemiennym zsynchronizowanym z siecią, dostarcza do sieci zamierzone wyniki GTI.

Pomysł został przetestowany przez pana RTO, ale skarży się na niższą wydajność urządzenia.

Może to być spowodowane jednym z głównych problemów w projekcie, to jest brakiem „neutralnego” przewodu na wyjściu transformatora falownika.

Przy pokazanej konfiguracji wyjście reagowałoby działaniem przeciwsobnym na wtórnym transformatorze po prawej stronie, co oznacza, że ​​oba końce byłyby naprzemiennie „GORĄCE” lub „ŻYWE” podczas operacji.
Sieć potraktuje to jako „zwarcie” dla każdego odwróconego pół cyklu z transformatora, ponieważ napięcie sieciowe zawsze ma jeden przewód jako przewód neutralny, który nigdy nie jest zaciskiem „LIVE”.

Nie chcemy, żeby to się stało.

Korzystanie z transformatora środkowego

Prostym rozwiązaniem jest użycie środkowego uzwojenia zaczepu dla strony wtórnej transformatora falownika. To uczyniłoby środek jako „martwy” lub „neutralny” przewód względem zewnętrznych zaczepów trafo. Górny zaczep może być skonfigurowany z siecią, podczas gdy dolny zaczep do obciążenia równoważącego lub bardziej efektywnie przekazywany z powrotem do strony pierwotnej w celu ładowania baterii lub wzmocnienia samego źródła prądu stałego.

Konfigurację testową powyższego projektu można zobaczyć tutaj:

Inną kwestią, która może zdalnie się ujawnić, jest przewodzenie z mosfetu, które nie byłoby wykładnicze, a raczej „niezręczna” i nierozpoznawalna fala sinusoidalna.

Mosfety można zastąpić SCR , jak pokazano niżej. Pozwoliłoby to na indukcję idealnej fali sinusoidalnej w transformatorze inwertera i sieci.

Korzystanie z SCR dla GTI

Znacznie ulepszony obwód inwertera typu grid-tie wykorzystujący powyższą koncepcję i tyrystory SCR pokazano poniżej. Pomysł wygląda na znacznie uproszczony i imponujący.

Wyjście prawego i transformatora można było zobaczyć przekształcone w topologię środkowego zaczepu, w której jedna połowa uzwojenia jest zintegrowana z siecią, podczas gdy druga połowa jest poddawana obciążeniu równoważącemu, tak że środkowy zaczep jest odpowiednio przystosowany, aby był neutralny dla system.

Obciążenie równoważące można zastąpić obwodem ładowarki do ładowania samego akumulatora falownika, co wzmocniłoby wejście dodatkową mocą i dłuższym czasem podtrzymania.

SCR nie zatrzaskują się

Na pierwszy rzut oka wydaje się, że tyrystory by się zatrzasnęły, ponieważ prąd stały jest używany przez jego anodę / katodę, jednak według mnie tak się nie stanie, ponieważ bramka SCR jest poddawana naprzemiennie odwracającemu prądowi przemiennemu, co zapobiegłoby SCR nie blokuje się za każdym razem, gdy zasilanie bramki AC zmienia swoją polaryzację